JP2019133274A - Tactile presentation device - Google Patents

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正則 小杉
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正則 小杉
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Abstract

To provide a tactile presentation device capable of imparting an accurate tactile presentation even with small displacement.SOLUTION: A tactile presentation device is constituted which has: a tactile actuator 10 which is displaceable; a tactile contact lens 20 which is provided on a surface in a displaceable direction of the tactile actuator 10; and a control part 30 which controls displacement of the tactile actuator 10. The tactile presentation device is configured in an elastomer shape in which the tactile actuator 10 itself the shape of which deforms is fitted with the tactile contact lens 20 so as to impart accurate tactile presentation even with small displacement.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、触覚呈示装置に関する。   The present invention relates to a tactile sense presentation device.

従来、指先を操作面に接触させて操作し、この操作に対して触覚呈示可能な触覚呈示装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a tactile sensation presentation apparatus that can be operated by bringing a fingertip into contact with an operation surface and presenting a tactile sensation in response to this operation has been disclosed (for example, see Patent Document 1).

この触覚呈示装置は、車室内の操作者の指先が接触可能な操作面と、前記操作面に加わるせん断力を検出するせん断力検出手段と、前記操作面の触感を部分的に変化させる触感変更手段と、前記せん断力検出手段が検出したせん断力に応じて、前記触感変更手段により触感が変化される触感変化部を制御する制御手段と、を備えて構成されている。この触覚呈示装置は、各種操作には、操作者としてのドライバの指はできるだけ動かさなくてもよいようにし、操作面の面積が小さくてよく、かつ、操作者が指を動かす範囲も小さくてよいとされている。このため、操作者の指先が接触可能な操作面に加わるせん断力を、せん断力検出手段で検出し、そのせん断力に応じて、制御手段は、触感変更手段により触感が変化される操作面の触感変化部を制御する。   The tactile sensation presentation apparatus includes an operation surface that can be touched by an operator's fingertip in a vehicle interior, a shear force detection unit that detects a shear force applied to the operation surface, and a tactile sensation change that partially changes the tactile sensation of the operation surface. And a control means for controlling a tactile sensation changing portion in which the tactile sensation is changed by the tactile sensation changing means in accordance with the shearing force detected by the shearing force detecting means. This tactile sensation presentation device is designed so that the driver's finger as an operator does not have to move as much as possible for various operations, the area of the operation surface may be small, and the range in which the operator moves the finger may be small. It is said that. For this reason, the shearing force applied to the operation surface that can be touched by the operator's fingertip is detected by the shearing force detecting means, and the control means detects the operating surface whose tactile sensation is changed by the tactile sensation changing means. Control the tactile sensation changing part.

特開2014−232498号公報JP 2014-232498 A

従来技術は、可動する微小凹凸により指に触感を与えて操作状態をフィードバックするものであるが、凹凸変化が微小である場合には変位が少なく、操作者に的確な触覚呈示を付与することができない場合があるという問題があった。   The conventional technique gives a tactile sensation to a finger by a movable micro unevenness and feeds back an operation state. However, when the unevenness change is small, there is little displacement, and an accurate tactile sensation can be given to the operator. There was a problem that it might not be possible.

したがって、本発明の目的は、少ない変位でも的確な触覚呈示を付与することができる触覚呈示装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a tactile sensation presentation apparatus that can give an accurate tactile sensation presentation even with a small displacement.

[1]上記目的を達成するため、変位可能な触覚アクチュエータと、前記触覚アクチュエータの前記変位可能な方向の表面に設けられた触覚コンタクトレンズと、前記触覚アクチュエータの変位を制御する制御部と、を有する触覚呈示装置を提供する。
[2]また、前記触覚コンタクトレンズは、前記触覚アクチュエータの変位可能な方向の前記変位による触覚呈示を増幅する、上記[1]に記載の触覚呈示装置であってもよい。
[3]また、前記触覚アクチュエータは、ゲルアクチュエータである、上記[1]または[2]に記載の触覚呈示装置であってもよい。
[4]また、前記触覚アクチュエータが複数2次元方向に配置されている、上記[1]から[3]のいずれか1に記載の触覚呈示装置であってもよい。
[1] In order to achieve the above object, a displaceable tactile actuator, a tactile contact lens provided on a surface of the displaceable direction of the tactile actuator, and a control unit that controls the displacement of the tactile actuator. Provided is a tactile presentation device.
[2] The haptic contact lens may be the haptic presentation device according to [1], wherein the haptic contact lens amplifies the haptic presentation by the displacement of the haptic actuator in a displaceable direction.
[3] The haptic actuator according to [1] or [2] above, wherein the haptic actuator is a gel actuator.
[4] The haptic presentation device according to any one of [1] to [3], in which a plurality of the haptic actuators are arranged in a two-dimensional direction.

本発明の触覚呈示装置によれば、少ない変位でも的確な触覚呈示を付与することができる。   According to the tactile sensation presentation apparatus of the present invention, it is possible to give an accurate tactile sensation presentation even with a small displacement.

図1は、本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置の1つのユニットUを示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one unit U of the tactile sensation presentation apparatus according to the embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置の1つのユニットUにおいて、触覚アクチュエータが駆動されて変位した状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the haptic actuator is driven and displaced in one unit U of the haptic presentation device according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置の1つのユニットUが複数2次元方向に配置されて触覚呈示装置が構成されている例を示す、立体斜視図である。FIG. 3 is a three-dimensional perspective view showing an example in which a plurality of units U of the tactile sensation presentation apparatus according to the embodiment of the present invention are arranged in a two-dimensional direction to constitute the haptic presentation apparatus.

(本発明の実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置の1つのユニットUを示す断面図である。本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置1は、変位可能な触覚アクチュエータ10と、触覚アクチュエータ10の変位可能な方向の表面に設けられた触覚コンタクトレンズ20と、触覚アクチュエータ10の変位を制御する制御部30と、を有して構成されている。図1に示す触覚呈示装置1は、触覚呈示可能な最小単位である1つのユニットUを示すが、1つのユニットU、このユニットUが複数組み合されたもののいずれでも触覚呈示の機能を発揮する。以下においては、図1に従がって、1つのユニットUである触覚呈示装置1について説明する。
(Embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one unit U of the tactile sensation presentation apparatus according to the embodiment of the present invention. A tactile presentation device 1 according to an embodiment of the present invention controls a displaceable tactile actuator 10, a tactile contact lens 20 provided on a surface of the tactile actuator 10 in a displaceable direction, and displacement of the tactile actuator 10. And a control unit 30. The tactile sensation presentation apparatus 1 shown in FIG. 1 shows one unit U that is the smallest unit that can be tactile sensation. However, any one of the unit U and a combination of a plurality of the units U exhibits the function of tactile sensation presentation. . In the following, referring to FIG. 1, the tactile sensation providing apparatus 1 that is one unit U will be described.

(触覚アクチュエータ10)
触覚アクチュエータ10は、図1に示すように、基板11上にプラス電極12が形成され、プラス電極12に対応したマイナス電極14が配置され、プラス電極12とマイナス電極14の間を含む領域に電圧により形状が変化するゲルアクチュエータであるPVCゲル13を有して構成されている。このプラス電極12の上部は、図1に示すように、マイナス電極14のない開口部15とされている。
(Tactile actuator 10)
As shown in FIG. 1, the tactile actuator 10 has a plus electrode 12 formed on a substrate 11, a minus electrode 14 corresponding to the plus electrode 12 is disposed, and a voltage is applied to a region including between the plus electrode 12 and the minus electrode 14. The PVC gel 13 is a gel actuator whose shape changes due to the above. As shown in FIG. 1, the upper portion of the plus electrode 12 is an opening 15 without the minus electrode 14.

触覚アクチュエータ10は、プラス電極12とマイナス電極14の間に電圧を印加することにより、PVCゲル13がプラス電極12付近に凝集して変形する。このPVCゲル13の変形により、図1に示す開口部15から上方向にPVCゲル13の変位が発生する。このような動作により、触覚アクチュエータ10は、変位可能な触覚アクチュエータとして機能する。   In the haptic actuator 10, when a voltage is applied between the plus electrode 12 and the minus electrode 14, the PVC gel 13 aggregates in the vicinity of the plus electrode 12 and deforms. Due to the deformation of the PVC gel 13, the PVC gel 13 is displaced upward from the opening 15 shown in FIG. By such an operation, the haptic actuator 10 functions as a displaceable haptic actuator.

基板11は、例えば、剛性を備えたリジッド基板であって、電極の形成が可能なエポキシ基板、セラミックス基板、ガラスエポキシ基板等の電気基板である。   The substrate 11 is, for example, a rigid substrate having rigidity, and is an electric substrate such as an epoxy substrate, a ceramic substrate, or a glass epoxy substrate capable of forming electrodes.

プラス電極12は、図1に示すように、基板11上に形成され、制御部30に接続されている。プラス電極12は、例えば、銅等により形成されている。また、マイナス電極14も同様に、プラス電極12に対応した位置に、銅等により形成されている。   As shown in FIG. 1, the positive electrode 12 is formed on the substrate 11 and connected to the control unit 30. The plus electrode 12 is made of, for example, copper. Similarly, the minus electrode 14 is formed of copper or the like at a position corresponding to the plus electrode 12.

ゲルアクチュエータは、電圧を印加したときに電極の付近に凝集して変形するクリープ現象を生じる誘電性材が使用できる。クリープ現象を生じる誘電性材料には、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリメタクリル酸メチル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン6、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、シリコーンゴム等がある。PVCは低廉であり、容易にクリープ変形する点で好適に利用できる。   As the gel actuator, a dielectric material that causes a creep phenomenon that aggregates and deforms in the vicinity of an electrode when a voltage is applied can be used. Examples of the dielectric material that causes the creep phenomenon include polyvinyl chloride (PVC), polymethyl methacrylate, polyurethane, polystyrene, polyvinyl acetate, nylon 6, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyacrylonitrile, and silicone rubber. PVC is inexpensive and can be suitably used in that it easily creeps.

本実施の形態では、ゲルアクチュエータとして、ポリ塩化ビニル(PVC)で構成されるPVCゲル13を使用する。このPVCゲル13は、図1に示すように、基板11と触覚コンタクトレンズ20の間に充填されている。PVCゲル13は電圧の印加により電極の付近に凝集して変形することができるが、本実施の形態では、図2に示すように、PVCゲル13の変形に伴って、プラス電極12の上方向に形成された開口部15から上方向へ変位することができる。この変位により、触覚呈示が可能になる。   In the present embodiment, a PVC gel 13 made of polyvinyl chloride (PVC) is used as the gel actuator. As shown in FIG. 1, the PVC gel 13 is filled between the substrate 11 and the tactile contact lens 20. The PVC gel 13 can be aggregated and deformed in the vicinity of the electrode by applying a voltage. However, in the present embodiment, as shown in FIG. It is possible to displace upward from the opening 15 formed in the above. This displacement enables tactile presentation.

なお、上記示した触覚アクチュエータの構成は一例であって、図1の上方向に変位制御できる構成であればよい。また、触覚コンタクトレンズ20の方向に変位可能に制御できるものであれば、種々のものが使用可能である。例えば、突出可能なピンと、このピンを変位可能に支持しながら変位駆動を可能とする本体部から構成されるソレノイド等である。また、他の、電磁駆動方式、人工筋肉等の変位手段も使用可能である。   The above-described configuration of the tactile actuator is merely an example, and any configuration that can control displacement in the upward direction in FIG. 1 may be used. Various devices can be used as long as they can be controlled so as to be displaced in the direction of the tactile contact lens 20. For example, it is a solenoid or the like composed of a projectable pin and a main body that can be displaced and supported while the pin is displaceably supported. Further, other displacement means such as an electromagnetic drive system and an artificial muscle can be used.

(触覚コンタクトレンズ20)
触覚コンタクトレンズ20は、図1に示すように、検出対象に貼り付けられるシート状検出部21と、シート状検出部21から立設して、指等で接触、なぞる等の操作をする部分である呈示部22と、から構成されている。触覚コンタクトレンズ20は、呈示部22がブラシの毛のように突起して立設されている。触覚コンタクトレンズ20は、呈示部22を指等で触ると、シート状検出部21の貼り付けられた検出対象(触覚アクチュエータ10)の表面の凹凸の触感が、例えば、3〜5倍の感度に増幅されるとされている。
(Tactile contact lens 20)
As shown in FIG. 1, the tactile contact lens 20 is a part that is erected from the sheet-like detection unit 21 and the sheet-like detection unit 21 that is affixed to a detection target, and performs operations such as contact and tracing with a finger or the like. And a certain presentation unit 22. The tactile contact lens 20 is erected such that the presentation portion 22 protrudes like a brush hair. When the tactile contact lens 20 touches the presentation unit 22 with a finger or the like, the tactile sensation on the surface of the detection target (tactile actuator 10) to which the sheet-like detection unit 21 is attached has a sensitivity of 3 to 5 times, for example. It is supposed to be amplified.

(シート状検出部21)
シート状検出部21は、触覚アクチュエータ10と接触して配置される、可撓性を有するシートである。
(Sheet detector 21)
The sheet-like detection unit 21 is a flexible sheet that is disposed in contact with the tactile actuator 10.

シート状検出部21は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアセタール、ポリカーボネート等の樹脂部材にて構成するのが好ましい。シート状検出部21の厚さは、その弾性率によっても異なるが、0.05〜0.6mm程度に構成するのが好ましい。   The sheet-like detection unit 21 is preferably composed of a resin member such as polyethylene terephthalate (PET), polyacetal, or polycarbonate. The thickness of the sheet-like detection unit 21 is preferably about 0.05 to 0.6 mm, although it varies depending on the elastic modulus.

(呈示部22)
呈示部22は、シート状検出部21から立設して形成されたもので、指等で接触、なぞる等の操作をする部分である。シート状検出部21の厚さ方向と垂直な少なくとも一方向の変形抵抗が、同方向のシート状検出部21の変形抵抗よりも小さくなるように構成され、シート状検出部21の可撓性を阻害しない材質および形状で構成されている。
(Presentation part 22)
The presentation unit 22 is formed by standing from the sheet-like detection unit 21 and is a part that performs operations such as contact and tracing with a finger or the like. The deformation resistance in at least one direction perpendicular to the thickness direction of the sheet-shaped detection unit 21 is configured to be smaller than the deformation resistance of the sheet-shaped detection unit 21 in the same direction. It is composed of materials and shapes that do not obstruct.

一例として、呈示部22の材質としては、繊維強化プラスチックや高機能樹脂などの、変形方向によって変形抵抗が異なるような異方性材料を用いることができる。また、呈示部22の表面である先端部22aが、シート状検出部21の厚さ方向に加圧された場合でも、呈示部22に伸縮が生じない程度の剛性を有するのが好ましい。   As an example, as the material of the presentation unit 22, an anisotropic material having different deformation resistance depending on the deformation direction, such as fiber reinforced plastic or high-functional resin, can be used. In addition, it is preferable that the tip 22a, which is the surface of the presenting unit 22, has a rigidity that does not cause expansion and contraction of the presenting unit 22 even when pressed in the thickness direction of the sheet-like detection unit 21.

さらに、呈示部22は、図1、図2に示すように、シート状検出部21の平面内において、間隔を隔てて複数形成されて構成されている。   Furthermore, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a plurality of the presenting units 22 are formed at intervals in the plane of the sheet-like detection unit 21.

呈示部22は、先端部22aが加圧された場合でも、呈示部22の長手方向に伸縮が生じず、さらに、シート状検出部21と呈示部22とのなす角度(例えば90度)を一定に保持できる程度の剛性を有する部材により構成されるのが好ましい。シート状検出部21と呈示部22とのなす角度を常に一定に保つことにより、先端部22aが触覚アクチュエータ10の凹凸量に応じた変形量で変位するので、シート状検出部21が検出した触覚アクチュエータ10の凹凸を正確に増幅して触覚呈示することができる。   The presenting unit 22 does not expand and contract in the longitudinal direction of the presenting unit 22 even when the tip 22a is pressurized, and the angle (for example, 90 degrees) formed by the sheet-shaped detection unit 21 and the presenting unit 22 is constant. It is preferable that it is comprised by the member which has the rigidity of the grade which can be hold | maintained to. By always keeping the angle formed by the sheet-shaped detection unit 21 and the presenting unit 22 constant, the tip 22a is displaced by a deformation amount corresponding to the unevenness of the tactile actuator 10, so that the tactile sense detected by the sheet-shaped detection unit 21 is detected. The unevenness of the actuator 10 can be accurately amplified to present a tactile sensation.

また、呈示部22の形状は特に限定されるものではなく、円錐状や角錐状、円柱や角柱などの柱状体の他、板状や起毛状であっても凹凸の増幅効果を発揮することができる。先端部22aは、先鋭、平面状、曲面状等の形状に形成することができ、特に、呈示部22が円錐状や円柱状であればその先端部22aの形状は半球状であるのが好ましい。   In addition, the shape of the presenting part 22 is not particularly limited, and the effect of amplifying the unevenness can be exhibited even in a plate shape or a raised shape in addition to a columnar body such as a cone shape, a pyramid shape, a cylinder shape or a prism shape. it can. The tip portion 22a can be formed in a sharp shape, a flat shape, a curved shape, or the like. In particular, if the presenting portion 22 is conical or cylindrical, the shape of the tip portion 22a is preferably hemispherical. .

複数の呈示部22の配置は、隣接する呈示部22と互いに所定の間隔をもって配置される。この互いの呈示部22の間隔は、例えば、0.5mm以上、3mm以下である。前記の間隔としたのは人の指先の弁別域が1mm程度であるためである。   The plurality of presenting units 22 are arranged at a predetermined interval from the adjacent presenting units 22. The space | interval of this mutual presentation part 22 is 0.5 mm or more and 3 mm or less, for example. The reason for this interval is that the discrimination area of the human fingertip is about 1 mm.

(制御部30)
制御部30は、例えばマイクロコンピュータで構成されている。制御部30は、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などから構成される。
(Control unit 30)
The control unit 30 is composed of, for example, a microcomputer. The control unit 30 includes a CPU (Central Processing Unit) that performs operations and processing on the acquired data according to a stored program, a RAM (Random Access Memory) that is a semiconductor memory, a ROM (Read Only Memory), and the like. .

制御部30は、図示しない外部からの入力信号により、あるいは、記憶されたプログラムに従って、触覚アクチュエータ10のプラス電極12とマイナス電極14の間に電圧を印加する。この電圧印加により、触覚アクチュエータ10を変位させる触覚呈示の制御ができる。また、印加する電圧値により、触覚呈示の量を制御することができる。   The control unit 30 applies a voltage between the plus electrode 12 and the minus electrode 14 of the haptic actuator 10 according to an external input signal (not shown) or according to a stored program. By applying this voltage, it is possible to control the haptic presentation that displaces the haptic actuator 10. Further, the amount of tactile presentation can be controlled by the voltage value to be applied.

(触覚呈示装置1の動作)
図2は、本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置の1つのユニットUにおいて、触覚アクチュエータが駆動されて変位した状態を示す断面図である。
(Operation of the tactile sense presentation device 1)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the haptic actuator is driven and displaced in one unit U of the haptic presentation device according to the embodiment of the present invention.

制御部30により、触覚アクチュエータ10のプラス電極12とマイナス電極14の間に電圧が印加されると、PVCゲル13が、プラス電極12の付近に凝集して変形する。このPVCゲル13の変形により、図2に示すように、開口部15から上方向へ変位が発生する。   When a voltage is applied between the plus electrode 12 and the minus electrode 14 of the tactile actuator 10 by the control unit 30, the PVC gel 13 aggregates and deforms in the vicinity of the plus electrode 12. Due to the deformation of the PVC gel 13, a displacement occurs upward from the opening 15 as shown in FIG. 2.

触覚アクチュエータ10の上側には、触覚コンタクトレンズ20が接触した状態で配置されているので、開口部15から上方向へPVCゲル13aが盛り上がるような変形により、図2に示すように、触覚コンタクトレンズ20も変形する。   Since the tactile contact lens 20 is arranged in contact with the upper side of the tactile actuator 10, the tactile contact lens is deformed so that the PVC gel 13a rises upward from the opening 15 as shown in FIG. 20 is also deformed.

触覚アクチュエータ10の変形において、シート状検出部21と呈示部22とのなす角度は一定、例えば、90度に保たれる。図2に示すように、先端部22aが触覚アクチュエータ10の凹凸量に応じた変形量で拡大変位する。これにより、シート状検出部21が検出した触覚アクチュエータ10の上下方向の凹凸を正確に増幅して触覚呈示することができる。   In the deformation of the tactile actuator 10, the angle formed by the sheet-like detection unit 21 and the presentation unit 22 is kept constant, for example, 90 degrees. As shown in FIG. 2, the distal end portion 22 a is enlarged and displaced by a deformation amount corresponding to the unevenness amount of the tactile actuator 10. Thereby, the unevenness | corrugation of the up-down direction of the tactile actuator 10 which the sheet-like detection part 21 detected can be amplified correctly, and a tactile sensation can be shown.

(複数の触覚呈示装置1が2次元配置された触覚呈示装置100)
図3は、本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置の1つのユニットUが複数2次元方向に配置されて触覚呈示装置100が構成されている例を示す、立体斜視図である。
(Tactile sense presentation device 100 in which a plurality of tactile sense presentation devices 1 are two-dimensionally arranged)
FIG. 3 is a three-dimensional perspective view showing an example in which the tactile sensation presentation apparatus 100 is configured by arranging a plurality of units U of the haptic presentation apparatus according to the embodiment of the present invention in a two-dimensional direction.

前述の触覚呈示装置1は、1つの触覚アクチュエータ10を備える1つのユニットUであるが、このユニットUを複数2次元方向に配置することにより、多様な触覚呈示を行なうことができる。   The tactile sensation presentation device 1 described above is one unit U including one haptic actuator 10, and various tactile sensations can be presented by arranging the units U in a plurality of two-dimensional directions.

例えば、図3で示すような、ユニットUを複数2次元方向に配置した触覚呈示装置100において、触覚アクチュエータ10を、X方向、Y方向、XYの任意の方向に順次駆動することにより、呈示部22が指等に与える触覚が、X方向、Y方向、XYの任意の方向に変化して、指が一定の方向に移動しているような感覚を付与することができる。   For example, in the tactile sensation presentation apparatus 100 in which a plurality of units U are arranged in a two-dimensional direction as shown in FIG. 3, the haptic actuator 10 is sequentially driven in any direction of the X direction, the Y direction, and the XY, thereby providing the presentation unit The tactile sensation that 22 gives to the finger or the like can be changed to any direction of the X direction, the Y direction, and the XY, and a feeling that the finger is moving in a certain direction can be given.

また、図3で示すような、ユニットUを複数2次元方向に配置した触覚呈示装置100において、触覚アクチュエータ10を、並列的に駆動することにより、任意の呈示部22の組み合わせにより指等に触覚を与えることができる。これにより、例えば、文字、マーク、数字、点字等の任意の触覚呈示をすることができる。   Further, in the tactile sensation presentation apparatus 100 in which a plurality of units U are arranged in a two-dimensional direction as shown in FIG. Can be given. Thereby, for example, arbitrary tactile sensations such as letters, marks, numbers, and Braille can be presented.

(実施の形態の効果)
本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
(1)本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置1は、変位可能な触覚アクチュエータ10と、触覚アクチュエータ10の変位可能な方向の表面に設けられた触覚コンタクトレンズ20と、触覚アクチュエータ10の変位を制御する制御部30と、を有して構成されている。本実施の形態では単に、凹凸を上下に可変させる触覚アクチュエータ10と触覚コンタクトレンズ20を重ねるのではなく、形状が変形する触覚アクチュエータ10自体に触覚コンタクトレンズ20を取り付けたエラストマ形状の触覚呈示装置としている。これにより、触覚コンタクトレンズと同等の原理で、触覚アクチュエータ10の凹凸を機械的に増幅でき、少ない変位でも的確な触感呈示が行える。
(2)本発明の実施の形態に係る触覚呈示装置1を2次元配置した触覚呈示装置100を構成することができる。触覚呈示装置1のユニットUを複数2次元方向に配置することにより、多様な触覚呈示を行なうことができる。例えば、触覚アクチュエータ10を、X方向、Y方向、XYの任意の方向に順次駆動することにより、呈示部22が指等に与える触覚が、X方向、Y方向、XYの任意の方向に変化して、指が一定の方向に移動しているような感覚を付与することができる。また、触覚アクチュエータ10を、並列的に駆動することにより、任意の呈示部22の組み合わせにより指等に触覚を与えることができる。これにより、例えば、文字、マーク、数字、点字等の任意の触覚呈示をすることができる。
(Effect of embodiment)
The embodiment of the present invention has the following effects.
(1) A tactile presentation device 1 according to an embodiment of the present invention includes a displaceable tactile actuator 10, a tactile contact lens 20 provided on the surface of the tactile actuator 10 in a displaceable direction, and the displacement of the tactile actuator 10. And a control unit 30 for controlling. In the present embodiment, the tactile actuator 10 and the tactile contact lens 20 that simply change the unevenness up and down are not simply stacked, but an elastomer-shaped tactile presentation device in which the tactile actuator 10 itself is deformed and the tactile contact lens 20 is attached. Yes. Accordingly, the unevenness of the haptic actuator 10 can be mechanically amplified by the same principle as that of a haptic contact lens, and an accurate tactile sensation can be presented even with a small displacement.
(2) It is possible to configure the tactile presentation device 100 in which the tactile presentation device 1 according to the embodiment of the present invention is two-dimensionally arranged. Various tactile sensations can be presented by arranging a plurality of units U of the tactile sensation presenting apparatus 1 in a two-dimensional direction. For example, when the tactile actuator 10 is sequentially driven in any direction of the X direction, the Y direction, and the XY, the tactile sensation that the presentation unit 22 gives to the finger or the like changes in any direction of the X direction, the Y direction, and the XY. Thus, it is possible to give a feeling that the finger is moving in a certain direction. Further, by driving the tactile actuator 10 in parallel, a tactile sensation can be given to a finger or the like by an arbitrary combination of the presenting units 22. Thereby, for example, arbitrary tactile sensations such as letters, marks, numbers, and Braille can be presented.

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is only an example and does not limit the invention which concerns on a claim. Moreover, these novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the scope of the present invention. In addition, not all the combinations of features described in these embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention. Furthermore, these embodiments are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…触覚呈示装置、
10…触覚アクチュエータ
11…基板
12…プラス電極
13…PVCゲル
14…マイナス電極
15…開口部
20…触覚コンタクトレンズ
21…シート状検出部
22…呈示部
22a…先端部
30…制御部
100…触覚呈示装置
1 ... tactile presentation device,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Tactile actuator 11 ... Board | substrate 12 ... Positive electrode 13 ... PVC gel 14 ... Negative electrode 15 ... Opening part 20 ... Tactile contact lens 21 ... Sheet-like detection part 22 ... Presentation part 22a ... Tip part 30 ... Control part 100 ... Tactile presentation apparatus

Claims (4)

変位可能な触覚アクチュエータと、
前記触覚アクチュエータの前記変位可能な方向の表面に設けられた触覚コンタクトレンズと、
前記触覚アクチュエータの変位を制御する制御部と、
を有する触覚呈示装置。
A displaceable tactile actuator;
A tactile contact lens provided on the surface of the tactile actuator in the displaceable direction;
A control unit for controlling the displacement of the tactile actuator;
A tactile presentation device.
前記触覚コンタクトレンズは、前記触覚アクチュエータの変位可能な方向の前記変位による触覚呈示を増幅する、請求項1に記載の触覚呈示装置。   The tactile presentation device according to claim 1, wherein the tactile contact lens amplifies tactile presentation by the displacement of the tactile actuator in a displaceable direction. 前記触覚アクチュエータは、ゲルアクチュエータである、請求項1又は2に記載の触覚呈示装置。   The haptic presentation device according to claim 1, wherein the haptic actuator is a gel actuator. 前記触覚アクチュエータが複数2次元方向に配置されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の触覚呈示装置。   The tactile sensation presentation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the tactile actuators are arranged in a plurality of two-dimensional directions.
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